Устройство для контроля напряжений Советский патент 1985 года по МПК G01R23/02 G01R19/257 

2. Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что генератор линейно изменяющегося напряжения содержит формирователь импульсов, соединенный выходом со счетным входом реверсивного счетчика, соединенного управляющим входом с управляющим входом генератора, выходами - с цифровыми выходами генератора и с , входами цифроаналогового преобразователя, соединенного выходом с аналоговым выходом генератора.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащее компаратор, соединенный первым входом с первым входом устройства, вторым входом .с аналоговым выходом генератора линейно изменяющегося напряжения, первый и второй элементы совпадения, соединенные первыми входами соответственно с вторыми и третьими входами устройства, вторыми входами - с цифровыми выходами генератора линейно изменяющегося напряжения,.а выходап ми - соответственно с С-входом первого D-триггера и с С-входом второго D-триггера., и R-S-триггер, о тличающееся тем, что, с целью повышения его быстродействия и упрощения схемы, выход компаратора соединен с D-входами первого и второго D-триггеров, выходы первого и второго элементов совпадения соединены соответственно с S и R-входами R-S-триггера, выход которого соединен с управляющим входом генератора i линейно изменяющегося напряжения, прямой выход первого D-триггера сое(Л динен с первым выходом устройства и с S-входом второго D-триггера, сое- диненного инверсным выходом с Я-входом первого D-триггера и с вторым выходом устройства. 00 00 UD 4 СА9

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для автоматическог контроля напряжения. Цель изобретения - повьшение бЬгст родействия устройства и упрощение схемы. На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит генератор 1 линейно изменяющегося напряжения, компаратор 2, первый 3 и второй Л элементы совпадения, первый 5 и вто рой 6 D-триггеры, R-S-триггер 7, формирователь 8 импульсов, реверсивный счетчик 9, цифроаналоговьй преобразователь 10, вторые 11 и третьи 12 входы, первый 13 и второй 1А выходы, первый вход 15.

Устройство работает следующим образом.

При включении питания триггеры 5-7 и счетчик 9 устанавливается в произвольное положение и запускается генератор импульсов. Импульсы с выхода формирователя 8 поступают на вход реверсивного счетчика 9, в результате чего цифровой код на выходах разрядов счетчика 9 последовательно увеличивается или уменьшается. Цифровой код счетчика 9 управляет разрядами цифроаналогового преобразователя 10, вследствие чего с его выхода на один вход компаратора 2 поступает напряжение, которое ступенчато увеличивается или уменьшается по амплитуде. На другой вход компаратора 2 поступает контролируемое напряжение DX

Цифровой код счетчика 9 поступает также на входы элементов,3 и 4 совгенератора 1

достигает ве личины нап- ряжения Uv:

i-rt

:. и.

2

Ц-и,и

N,

2

где п число разрядов счетчика 9;

и« опорное напряжение ДАЛ 10;

-номер разряда двоично-кодированного числа;

-знак (цифра) двоичной системы счисления, который принимает значение О или 1

i-1

1

N.

«.Z

-код, пропорциональный величине

напряжения УХ

С выхода элемента 3 совпадения выдается импульс U в тот момент, когда цифровой эквивалент линейно изменяющегося напряжения U. достигает значения кода N, ншснего.допуска с выхода элемента 4 совпадения вьщается импульс U, в тот момент, когда цифровой эквивалент линейно изменякицегося напряжения 1) достигает значения кода N верхнего допуска.

По импульсу Uj триггер 7 устанавливает счетчик 9 в режим суммирования и напряжение и на выходе генератора 1 падения. На входы элементв 3 совпадения с входов 11 устройства поступает код NT нижнего допуска, на входы элемента 4 совпадения с входов 12 устройства - код N2 верхнего допуска, причем N 1 Nj На выходе компаратора 2 (фиг. 2) сигнал изменяет свой логический уровень в момент, когда линейно изначинает линейно увеличиваться, по импульсу триггер 7 устанавливает счетчик 9 в режим вычитания и напряжение U на выходе генератора 1 начинает линейно уменьшаться. В результате в процессе работы устройства формируется линейно изменякицееся напряжение U треугольной формы, верхнее значение Ug которого определяется кодом N , а нижнее и - кодом N. По импульсу Uj логическое состояние выхода компаратора 2 записьтается в триггер 5, по импульсу и - в триггер 6.

При выполнении условия U U 4.11 зд устройство формирует на выходах 13 и 14 уровни логического О что соответствует состоянию Норма Это происходит следукнцим образом (фиг. 2). В момент t равенства цифрового кода счетчика 10 и кода N нижнего допуска, который задан на входах 11 входов устройства, элемент 3 совпадения формирует импульс и,. По имульсу Uj в триггер 5 с выхода- компаратора 2 записывается уровень логического О, которьй устанавливается на прямом выходе триггера 5 и выходе 13 устройства. Это означает, что Пц. U. Одновременно импульс и2 через триггер 7 устанавливает счетчик 9 в режим суммирования, и напряжение генератора 1 начинает увеличиваться. В момент t уровень логического О на выходе компаратора 2 изменяется на уровень логической 1. В момент Ц равенства цифрового кода счетчика 10 и кода N2 верхнего допуска, который задан на входах 12 устройства элемент 4 совпадения формирует импульс и, . По импульсу и. в триггер 6 с выхода компаратора 2 записьшается уровень логической 1, в результате чего.на инверсном выходе триггера 6 и выходе 14 устройства устанавливается уровень логического О. Это означает, что Uj вд Одновременно импульс U через триггер 7 устанавливает счетчик 9 в режим вычитания, и напряжение генератора 1 начинает уменьшаться. Далее процесс повторяется.

При условии U)( U,:Ug. в момент t(j по импульсу Uj элемента 3 совпадения с выхода компаратора 2 в триггер 5 записьтается уровень логической 1, который устанавливается

на прямом выходе триггера 5 и выходе 13 устройства. Это означает, что ; , а логические уровни выходов 13 и 14 соответствуют состоянию 5 Меньше нормы.

При условии и„ Ug и в момент tj по импульсу и элемента 4 совпадения с выхода компаратора 2 в триггер 6 записьгоается уровень логического О, в результате чего на инверсном выходе триггера 6 и на выходе 14 устройства устанавливается уровень логической 1. Это означает, что Ug. и( , а логические уровни

выходов 13 и 14 соответствзпот состоянию Больше нормы.

Триггеры 5 и 6 через установочные входы устанавливают один другой в исходное положение, благодаря чему

кодовые состояния выходов, устройства, когда одновременно выдается и Меньше нормы и Больше нормы, являются запрещенными, а их появление свидетельствует о неисправности устройства контроля.

Ниже приведена таблица логических состояний выходов 13 и 14 устройства. Быстродействие устройства определя-ется временем t« изменения напряжения

0 генератора 1 от значения,равного Иц., до значения, равного Ug., которое в общем случае равно

Ч T,(N2-N), где Тр - период следования импульсов формирователя 8; Nj - код верхнего допуска; N - код нижнего допуска. Учитывая, что допуск на величину отклонения контролируемого параметра

0 обычно не превьшхает ±20%, время t. по крайней мере в 2,5 раза меньше времени контроля в известном устройстве (времени нарастания напряжения генератора 1 от нуля до максимального

5 значения).

Таким образом, за счет введения новых связей в устройстве повьш1ается быстродействие 2,5-5 раз в зависимости от разности величин нижнего

0 и верхнего допусков, упрощается обработка выходной информации, так как она представлена в виде двухразрядной кодовой комбинации, причем в статическом виде, а также уменыка5 ется количество логических элементов, необходимых для реализации одного канала контроля (не требуются элементы И и ИЛИ), а следовательно, упрощается аппаратурная реализация устройства, особенно при увеличении числа каналов контроля. При многоканальном контроле напря-з жениЙ генератор линейно иэменя0

0 0

Норма

1

Меньше нормы

0

1 1 Больше нормы Неисправность

и, ел

UK Ux UHA кзщегося напряжения, схемы сравнения кодов и третий триггер являются общими, а в каждом канале устанавливается компаратор и два триггера.